高等植物叶片呈现的颜色是叶片内所含各种色素的综合表现，其中主要是绿色的叶绿素和黄色的胡萝卜素两大色素的比例。绿色植物叶片所含的各种色素的数量与植物种类、生长期、叶片年龄及季节有关。通常情况下，正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素含量之比为3：1。因此，叶片呈现绿色。在秋天或叶片衰老时，因外界条件的改变，叶绿素较容易破坏或被分解，数量减少；而类胡萝卜素比较稳定，不易分解，所以这时叶片呈现黄色。至于红叶，是因秋天温度下降，植物体内叶片中积累较多糖分以适应寒冷，就形成较多的花青素（呈红色），所以叶片呈现出红色，如枫树等叶子在秋天变红就是这个道理。
到了深秋季节，气温逐渐下降，植物感受到温度的变化，不再合成叶绿素以及原有的叶绿素分子被分解，使得叶片内的叶绿素深度逐渐降低，这时，叶片中的其他色素就会显现出它们的颜色，如花青素表现出来的是非常鲜艳的红色，叶黄素表现出的就是黄色。所以，秋天树叶的色彩有红色和黄色且深浅不一，非常绚丽。